22.11.2017
PL EN
28.06.2017 aktualizacja 28.06.2017

Ciepło-zimno, czyli jak myśl inżynierska wspiera medycynę

Oparzona skóra ma temperaturę niższą od otaczającej ją skóry nieuszkodzonej, a także od niżej położonych obszarów ciała. Podczas gojenia temperatura chorej tkanki wzrasta, wyrównując się z temperaturą tkanki zdrowej. Proces ten można śledzić za pomocą kamery termowizyjnej, ale naukowcy zaprojektowali urządzenie, które dodatkowo wspomoże diagnostykę i leczenie ran pooparzeniowych.

W 2010 roku w Centrum Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej podjęło współpracę z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich. Inżynierowie i lekarze zastanawiali się wspólnie, w jaki sposób można ułatwić diagnostykę ran pooparzeniowych i kontrolowanie sposobu ich gojenia. Badacze oparli koncepcję swojego wynalazku - IR Diagnostics - o termografię medyczną.

Sama termografia to metoda obrazowania i rejestracji zmian temperatury ciał fizycznych w paśmie tzw. średniej podczerwieni (w zakresie fal o długości 2,5 – 25 µm). W medycynie jest ona stosowana dość powszechnie. Jednak idea śląskich naukowców była nieco inna. O ile termografia medyczna opiera się na płaskich obrazach, które można wykonać zwykłą kamerą termowizyjną, to wynalazek śląskiego zespołu oparty jest o tzw. termografię opasającą. Jest to technika uwzględniająca w diagnostyce anatomię ludzkiego ciała, którego powierzchnia oczywiście nie jest płaska.

„Powierzchnia oparzonej skóry ma temperaturę niższą niż skóry zdrowej, co jest związane z jej uszkodzeniem i zanikiem metabolizmu” – wyjaśnia kierująca badaniami prof. Ewa Majchrzak. W procesie gojenia temperatury te wyrównują się. Natomiast znajomość wartości różnicy tych temperatur umożliwia przede wszystkim diagnostykę samego oparzenia” – mówi. Oparzenie I stopnia nie jest groźne, wystarczy zimny kompres. Przy III stopniu oparzenia sprawa również jest jasna, ponieważ dochodzi do zwęglenia tkanek i nie ma tu zbyt wielu możliwości leczenia. Natomiast największy problem mają lekarze z oparzeniem II stopnia. „W tym przypadku lekarz musi podjąć decyzję, czy tkankę należy wyciąć chirurgicznie, czy leczyć. Możliwość rozróżnienia stopnia oparzenia w tym przypadku jest kwestią kluczową w podjęciu decyzji, ile tkanki można ocalić” – tłumaczy badaczka.

IR Diagnostics może służyć nie tylko do diagnostyki ran oparzeniowych, ale również do obrazowania gojenia się innych trudnych i rozległych ran np. cukrzycowych, w których również mamy do czynienia z różnicą temperatury.

Prototyp aparatu, który powstał dzięki współpracy naukowców Politechniki Śląskiej, Politechniki Częstochowskiej, lekarzy z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich i inżynierów z Instytutu Aparatury Medycznej w Zabrzu przesuwa się nad ciałem pacjenta, „skanując” powierzchnię rany. Po dokonaniu pomiaru termogramy są "rozkładane" na płaszczyźnie i porównywane ze sobą. Dlatego poza samą diagnostyką oparzenia termowizja opasająca pozwala na porównanie sposobu i tempa gojenia się ran, umożliwiając dopasowanie terapii i efektywne leczenie.

„Droga takiego wynalazku do powszechnego użycia jest bardzo długa” – mówi prof. Majchrzak. "Najpierw jest koncepcja i model wirtualny, który tworzyliśmy we współpracy z siemianowickimi lekarzami, poprzez wykonanie prototypu przez zabrzański IAM, aż po testy, których wciąż jest mało. Taki sprzęt jest najpierw testowany na manekinach, sprawdza się bezpieczeństwo jego użycia, testuje sposób prowadzenia badania (np. odległość od rany, pozwalającą optymalizować pomiar), potem prowadzi się test na zdrowych i chorych” – opisuje badaczka.

Od zakończenia projektu w 2014 roku naukowcy nie mieli wystarczającej ilości środków finansowych na dokończenie badań klinicznych, ale ponieważ prototyp urządzenia uzyskał kilka nagród i medali, został zauważony. Zainteresowała się nim firma Fulco, która chce odkupić patent, dokończyć badania kliniczne i wprowadzić sprzęt do szerokiego użycia. W tej chwili rozpoczynają się prace w projekcie finansowanym ze środków województwa śląskiego, dzięki czemu dokończone zostaną badania kliniczne, a interdyscyplinarny pomysł śląskiego zespołu wejdzie do medycznego użycia.

PAP – Nauka w Polsce, dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska

Dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska jest mikrobiologiem z Politechniki Śląskiej. Od 2017 roku kieruje Centrum Popularyzacji Nauki PŚ. W 2015 roku zajęła trzecie miejsce w trzeciej, polskiej edycji konkursu FameLab. W CANAL+ DISCOVERY prowadziła program „Wynalazcy przyszłości”, w którym pokazywała polskie wynalazki i odkrycia, które zmienią w niedalekiej przyszłości nasz świat.

Tekst jest jednym z efektów programu Rzecznicy Nauki, zorganizowanego przez Centrum Nauki Kopernik i Fundację British Council. Program umożliwia nawiązanie współpracy pomiędzy popularyzującymi wiedzę naukowcami, a dziennikarzami zajmującymi się sprawami nauki.

ekr/

Partnerzy

Copyright © Fundacja PAP 2017